蔡艳，张晶，朱洪波

(1. 南京邮电大学 通信与信息工程学院 江苏省无线通信重点实验室，江苏 南京 210003；2. 南京邮电大学 电子科学与工程学院 江苏省无线通信重点实验室，江苏 南京 210003)

1 引言

快速发展的无线通信技术为信息社会的发展带来了机遇，但是随着宽带无线应用的推广，无线频谱资源日趋紧张，频谱资源匮乏已成为未来无线通信发展的制约因素。研究[l,2]表明，很多授权频段大部分时间空闲，实际的频谱利用率非常低，例如，3 GHz以下频段的频谱空白率超过60%，频谱资源缺乏更多是由于现有的静态频谱管理与分配策略造成的。为此，美国联邦通信委员会(FCC)提出了动态频谱共享的概念来解决无线频谱资源短缺问题。动态频谱共享技术允许非授权用户——次用户(secondary user)在不过分干扰授权用户——主用户(primary user)通信的情况下，智能地接入授权频段，可以极大提高频谱效率和系统容量。以认知无线电(CR,cognitive radio)[3～5]为基础的动态频谱共享技术已成为极具潜力的未来无线通信频谱解决方案。

基于认知无线电技术，文献[6]将频谱共享方式分为：机会频谱接入(OSA,opportunistic spectrum access)和共存式频谱共享(SS,spectrum sharing)方式，分别对应于文献[7]中的Overlay 和Underlay方式。Overlay系统中，次用户对主用户频段进行频谱感知(spectrum sensing)[8]，利用“频谱空穴”进行机会接入。而Underlay系统允许次用户在确保主用户干扰容限的前提下与主用户共用同一频段。针对Overlay系统，文献[9]研究了信道信息感知不完全的条件下，认知网络的功率和信道资源分配问题。文献[10]在确保主用户不受干扰的基础上，通过设计频谱感知时长使得次用户网络吞吐量达到最大。……